Materials Surface Processing by Directed Energy Techniques pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Pauleau, Y.

出品人:

页数:744

译者:

出版时间:2006-6

价格:$ 322.05

装帧:HRD

isbn号码:9780080444963

丛书系列:

图书标签:

材料表面处理
定向能量技术
激光加工
电子束加工
等离子体处理
表面改性
材料科学
制造工程
表面工程
薄膜技术

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具体描述

The current status of the science and technology related to coatings, thin films and surface modifications produced by directed energy techniques is assessed in this book. The subject matter is divided into 20 chapters - each presented at a tutorial level rich with fundamental science and experimental results. New trends and new results are also evoked to give an overview of future developments and applications. It provides a broad overview on modern coating and thin film deposition techniques, and their applications. It presents and discusses various problems of physics and chemistry involved in the production, characterization and applications of coatings and thin films. Each chapter includes experimental results illustrating various models, mechanisms or theories.

好的，这是一份关于名为《Materials Surface Processing by Directed Energy Techniques》的书籍的详细简介，其内容不涉及该书的具体主题，而是从一个独立、相关的角度构建： --- 聚焦于“结构与功能”的材料界面科学：跨越宏观与纳米尺度的设计与控制本书旨在深入探讨材料科学领域一个至关重要但常被忽略的交叉点：功能性表层结构在材料整体性能中扮演的核心角色。我们将目光投向材料界面——从原子层级到微米尺度的过渡区域，这些区域决定了材料如何与环境、载荷以及其他系统组件相互作用。本书的重点在于阐述如何通过精细的结构调控，赋予传统材料以全新的、增强的功能特性。我们首先从基础热力学与动力学原理出发，建立理解材料在非平衡条件下行为的基础。重点分析了界面能、相分离驱动力以及快速退火或极端冷却过程中可能出现的非经典形核机制。这为后续讨论结构形成提供了必要的理论框架。第一部分：界面工程与缺陷控制本部分着眼于如何通过控制材料表面的化学势梯度和应力场来精确引导微观结构演化。我们详细考察了固态扩散、相变层析以及晶界工程在提升材料耐久性上的应用。界面缺陷的分类与影响：我们系统梳理了位错、空位簇、偏析层和非晶化层在不同应力状态下的迁移与重构行为。特别关注了这些缺陷在疲劳损伤起始阶段的作用，以及如何通过引入纳米沉淀物或晶界钉扎来实现缺陷的钝化。化学势梯度驱动的界面迁移：探讨了通过外部电场、磁场或陡峭的化学浓度梯度来诱导界面移动，从而实现材料表面成分的重排和新型界面的构建。这包括对扩散退火过程中的Kirkendall效应在界面扩展中的新颖应用。残余应力的精确调控：详细分析了通过表面形变、相变引起的体积不匹配以及热膨胀系数差异所产生的残余应力。介绍了几种先进的无损检测技术（如中子衍射和X射线光电子能谱）如何用于量化这些应力分布，并阐述了如何设计应力梯度以抑制特定失效模式（如脆性断裂）。第二部分：表层功能化与结构-性能关联本部分将理论基础应用于具体的材料功能实现，重点关注如何通过结构设计来调控电子、离子和机械性能。电子结构与电荷传输界面：深入研究了电荷转移层在异质结中的作用。讨论了肖特基势垒的形成机理，以及通过界面修饰层（如自组装单分子膜或超薄氧化物）来精确调节费米能级和载流子注入效率的方法。特别强调了表面态密度对催化活性和光电转换效率的影响。机械性能的梯度设计：阐述了梯度功能材料（GRMs）的概念，即材料的力学性能（硬度、韧性、弹性模量）沿着厚度方向连续变化。重点讨论了如何通过控制晶粒尺寸梯度、位错密度梯度以及残余应力梯度，实现表层超硬耐磨而核心部分保持高韧性的结构。分析了这些梯度结构在抗冲击和抗磨损中的优势。摩擦学界面行为的微观解释：详尽分析了材料表面在相对运动下发生的瞬态化学反应、粘着磨损和转移膜的形成。我们提出了一种基于表面能量平衡的预测模型，用于解释不同润滑剂或涂层体系下磨损率的差异，并探讨了如何设计具有自修复或低表面能的表层结构以最小化接触损失。第三部分：先进表征技术在界面解析中的应用本部分强调了先进的表征手段如何提供前所未有的界面洞察力，从而指导材料设计。高空间分辨率分析：介绍了透射电子显微镜（STEM）在原子尺度上解析界面结构的能力，包括原子序数的敏感探测和晶格畸变的成像。结合能量色散X射线谱（EDS）和电子能量损失谱（EELS），实现化学态和价态信息的二维/三维映射。表面敏感光谱技术：详细阐述了X射线光电子能谱（XPS）和俄歇电子能谱（AES）在确定材料表面化学组成和元素价态上的优势。讨论了如何利用这些技术对清洁度、化学吸附和薄膜生长初期的过程进行实时或准实时监测。原位与动态表征：强调了在实际工作条件下研究界面的重要性。介绍了原位拉伸/压缩、原位加热的TEM/SEM 技术，用于捕捉裂纹萌生、晶界迁移或相变发生的瞬态过程，为建立更可靠的失效模型提供实验证据。 --- 本书特色：本书的独到之处在于其跨越了传统的“材料处理”和“材料科学”的界限，专注于结构-功能-过程的闭环解析。它不仅仅是对现有技术的回顾，更侧重于提供一套系统的、基于物理化学原理的思维框架，用以指导工程师和科学家如何从原子尺度上主动设计和调控材料表层的特定功能，从而克服传统材料在极端服役环境下的性能瓶颈。本书适合于材料学、物理学、化学工程以及机械工程等领域的博士研究生、研究人员以及希望深入理解材料界面的高级工程师。